2015 Fiscal Year Annual Research Report
クロロフィル蛍光を利用した植物葉内の外来タンパク質含量変動モニタリング手法の開発
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26712021
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松田 怜 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 准教授 (20547228)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生体情報 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，迅速かつ安価な医薬用タンパク質（PP）生産法である，植物を利用した一過性遺伝子発現法において，光合成活性を反映するクロロフィル蛍光パラメータなどの生体情報が植物葉内のPP含量を反映するという着想および萌芽的実験結果にもとづき，PP含量の変動を非破壊・非接触で推定する計測手法を開発することにある。本年度は，昨年度の実験結果をふまえて，PP含量を反映すると考えられる遺伝子導入植物と非導入植物との間の光化学系（PS）IIおよびPSIの電子伝達活性パラメータの差について，実験結果の再現性の確認を行った。その結果，差は認められるものの，その大きさの程度は実験ごとに異なり，実験によっては有意な差を検出するほどでない場合のあることがわかった。このことは，遺伝子導入およびPP生産に伴う光合成活性の変化が，栽培ごとに異なる何らかの生物的・非生物的条件に対して比較的鋭敏に影響を受ける可能性を示唆する。そのような条件を特定できれば，信頼性の高い推定法に繋がるものと推察される。条件の特定および影響解明は今後の課題である。
他方，実験遂行の過程で，あらたな興味深い現象も見出された。遺伝子導入後数日目以降の葉の気孔コンダクタンスが大きく低下し，それに伴って蒸散による潜熱輸送が抑制されることにより，遺伝子導入植物の葉温が上昇することが明らかとなった。葉温は，長波放射量の計測によって非破壊・非接触で取得できる生体情報であることから，葉温の上昇およびその程度を経時的に捉えることで，植物葉内のPP含量の変動に関する情報を得られる可能性がある。さらに検討を進めた結果，葉温計測により，遺伝子導入の有無およびPP含量が最大となる遺伝子導入後日数を非破壊・非接触で推定しうる可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光合成活性を反映するパラメータにもとづくPP含量の変動の推定については，実験は計画どおり進捗している一方，当初の想定とはやや異なる結果が得られている。他方，PP含量の変動に関する情報を反映する可能性のある新規生体情報パラメータが見出されており，このことは有益な成果であるといえる。総合的に判断して，研究課題全体としてはおおむね順調な進捗が得られていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に見出された葉温上昇にも焦点を当てて，研究を推進する。葉温計測によって得られるPP含量の変動に関する情報を明確化するとともに，本年度とは異なる遺伝子導入後の栽培条件においても，葉温にもとづいた推定が可能であるか否かを検討する。また，サーモグラフィを用いた面的な葉温計測によって，PP含量の変動に関する二次元情報を取得することを試みる。
他方，当初の研究計画にもとづき，これまでに用いてきたPPであるヘマグルチニン（HA）に加えて，他のPPを用いた実験を行う。次年度の早い時期に，他のPP含量の定量手法を確立し，その後の実験に供することを目指す。
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| Causes of Carryover |
理由の1つとして，HA以外のPPを用いた実験の一部を次年度に行うよう実験計画を修正したことにより，購入予定であったタンパク質試薬等を購入しなかったことが挙げられる。また，研究の進捗の度合いから判断して，研究補助員の雇用を次年度に行うように変更したことも理由の1つである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，おもに植物栽培実験やPP含量の定量に要する器具および試薬などの消耗品費，研究補助員の雇用に要する人件費，情報収集および研究成果の公表に必要な旅費などに研究費を使用する予定である。
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Research Products
(5 results)
